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鈷(Co)及其化合物在工業(yè)上有廣泛應(yīng)用。為從某工業(yè)廢料中回收鈷,某學(xué)生設(shè)計(jì)流程如下(廢料中含有Al、Li、Co2O3和Fe2O3等物質(zhì))。
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已知:①物質(zhì)溶解性:LiF難溶于水,Li2CO3微溶于水;
②部分金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH見下表。
Fe3+ Co2+ Co3+ Al3+
pH(開始沉淀) 1.9 7.15 -0.23 3.4
pH(完全沉淀) 3.2 9.15 1.09 4.7
請(qǐng)回答:
(1)步驟Ⅰ中得到含鋁溶液的反應(yīng)的離子方程式是
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2
。
(2)寫出步驟Ⅱ中Co2O3與鹽酸反應(yīng)生成Cl2的離子方程式:
Co2O3+6H++2Cl-=2Co2++Cl2↑+3H2O
Co2O3+6H++2Cl-=2Co2++Cl2↑+3H2O
。
(3)步驟Ⅲ中Na2CO3溶液的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH,應(yīng)使溶液的pH不超過(guò)
7.15
7.15
;廢渣中的主要成分除了LiF外,還有
Fe(OH)3
Fe(OH)3
。
(4)NaF與溶液中的Li+形成LiF沉淀,此反應(yīng)對(duì)步驟Ⅳ所起的作用是
降低濾液中Li+濃度,避免步驟Ⅳ中產(chǎn)生Li2CO3沉淀
降低濾液中Li+濃度,避免步驟Ⅳ中產(chǎn)生Li2CO3沉淀
。
(5)在空氣中加熱5.49g草酸鈷晶體(CoC2O4?2H2O)樣品,受熱過(guò)程中不同溫度范圍內(nèi)分別得到一種固體物質(zhì),其質(zhì)量如表。
溫度范圍/℃ 固體質(zhì)量/g
150~210 4.41
290~320 2.41
890~920 2.25
①加熱到210℃時(shí),固體質(zhì)量減輕的原因是
失去結(jié)晶水
失去結(jié)晶水
。
②經(jīng)測(cè)定,加熱到210~290℃過(guò)程中的生成物只有CO2和鈷的氧化物,此過(guò)程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
3CoC2O4+2O2
210
-
290
Co3O4+6CO2
3CoC2O4+2O2
210
-
290
Co3O4+6CO2
。[已知M(CoC2O4?2H2O)=183g/mol]。

【答案】2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;Co2O3+6H++2Cl-=2Co2++Cl2↑+3H2O;7.15;Fe(OH)3;降低濾液中Li+濃度,避免步驟Ⅳ中產(chǎn)生Li2CO3沉淀;失去結(jié)晶水;3CoC2O4+2O2
210
-
290
Co3O4+6CO2
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:65引用:3難度:0.7
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    發(fā)布:2024/12/30 15:30:1組卷:75引用:4難度:0.4
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    (1)用足量(NH42SO4溶液和氨水“浸出”鋅焙砂。
    ①“浸出”前,鋅焙砂預(yù)先粉碎的目的是
     
    。
    ②通過(guò)“浸出”步驟,鋅焙砂中的ZnO轉(zhuǎn)化為[Zn(NH34]2+,該反應(yīng)的離子方程式為
     
    。
    (2)“浸出”時(shí)As2O3轉(zhuǎn)化為
    A
    s
    O
    3
    -
    3
    ?!俺椤辈襟E①中用(NH42S2O8作氧化劑,步驟①反應(yīng)的離子方程式為
     
    。
    (3)“除重金屬”時(shí),加入BaS溶液。濾渣Ⅱ中含有的主要物質(zhì)是
     
    和BaSO4。
    (4)“蒸氨”時(shí)會(huì)出現(xiàn)白色固體ZnSO4?Zn(OH)2,運(yùn)用平衡移動(dòng)原理解釋原因:
     
    。
    (5)“沉鋅”步驟①中加入足量NH4HCO3溶液將白色固體轉(zhuǎn)化為ZnCO3的離子方程式為
     

    (6)“煅燒”步驟中,不同溫度下,ZnCO3分解的失重曲線和產(chǎn)品ZnO的比表面積變化情況如圖1、圖2所示。
    已知:ⅰ.固體失重質(zhì)量分?jǐn)?shù)=
    樣品起始質(zhì)量
    -
    剩余固體質(zhì)量
    樣品起始質(zhì)量
    ×100%。
    ⅱ.比表面積指單位質(zhì)量固體所具有的總面積;比表面積越大,產(chǎn)品ZnO的活性越高。
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    ①280℃時(shí)煅燒ZnCO3,300min后固體失重質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33.3%,則ZnCO3的分解率為
     
    %(保留到小數(shù)點(diǎn)后一位)。
    ②根據(jù)圖1和圖2,獲得高產(chǎn)率(ZnCO3分解率>95%)、高活性(ZnO比表面積>40m2?g-1)產(chǎn)品ZnO的最佳條件是
     
    (填字母序號(hào))。
    a.恒溫280℃,60~120min
    b.恒溫300℃,240~300min
    c.恒溫350℃,240~300min
    d.恒溫550℃,60~120min
    (7)該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)有
     
    。

    發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:80引用:5難度:0.5
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    發(fā)布:2025/1/6 7:30:5組卷:26引用:2難度:0.9
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